猪流行性腹泻病毒（PEDV）属于冠状病毒科Alphacoronavirus属，具有高度传染性，主要感染猪，引起严重的胃肠症状，如呕吐、水样腹泻、脱水和高死亡率，尤其是在两周以下的新生仔猪中[1]。由于PEDV的爆发，全球养猪业遭受了重大经济损失。该病毒最初于20世纪70年代在欧洲被发现，此后在全球范围内多次暴发。在中国，PEDV于20世纪80年代出现，并在2010年以高毒力变异株的形式重新出现，导致哺乳仔猪的死亡率高达100%[2] [3]。在广西壮族自治区，最近的系统发育研究表明，G2基因型的变异株占主导地位，并且仍在进化，给预防和控制工作带来持续挑战[4] [5]。值得注意的是，G2c株的出现和流行进一步降低了现有PEDV疫苗的有效性[6] [7]。
PEDV的刺突（S）蛋白是病毒包膜上的主要结构成分，在病毒与宿主相互作用中起关键作用，促进受体结合和膜融合。这种糖蛋白具有高度免疫原性，是中和抗体的主要靶标，使其成为疫苗开发中的关键抗原[8] [9] [10] [11]。然而，预融合稳定的冠状病毒S蛋白难以生产，而从高致病性冠状病毒中生产预融合稳定的S蛋白外域将大大促进针对当前和新兴冠状病毒的各种保护性干预措施的发展[12] [13]。针对严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）和中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）的研究表明，删除S1和S2之间的多碱性切割位点并引入两个脯氨酸氨基酸可以提高稳定性和表达[12] [14]。基于蛋白质结构分析，PEDV S蛋白中的双脯氨酸突变（I1076P和L1077P）可以在预融合状态下稳定刺突[15]，我们认为引入这两个脯氨酸替换可以增强免疫原性，从而提高S蛋白构象的稳定性。据我们所知，这种预融合稳定设计尚未在mRNA疫苗格式中对PEDV进行系统评估。因此，在本研究中，我们设计了S-2P构建体作为候选疫苗。
由于传统的灭活疫苗和减毒疫苗往往效果有限且安全性不高，研究方向转向了mRNA疫苗等先进平台。mRNA疫苗在2019冠状病毒病（COVID-19）大流行期间的成功凸显了其在对抗传染病方面的变革潜力[16] [17] [18]。与传统疫苗相比，基于mRNA的平台具有多个优势：快速开发周期、精确的抗原靶向能力以及诱导强效体液和细胞免疫的能力[16] [19]。脂质纳米颗粒（LNPs）在将mRNA递送到宿主细胞方面至关重要，可提高稳定性、细胞内递送和抗原表达。这些系统彻底改变了疫苗技术，克服了内体逃逸和热不稳定性等挑战[19] [20] [21]。将mRNA-LNP技术应用于PEDV疫苗开发有望提供创新和有效的疾病控制方案[22]。
本研究重点分离和表征PEDV株23GXNN-1，并开发编码其全长S蛋白的mRNA疫苗。设计了两种候选疫苗：S-WT（野生型S蛋白）和S-2P（含有I1076P和L1077P突变的S蛋白）。使用HEK293T细胞、BALB/c小鼠和猪感染模型系统评估了S蛋白的表达和对抗PEDV的免疫保护效果，并探讨了其在养猪业中的应用，旨在保护仔猪免受PEDV感染，以满足对有效控制PEDV的迫切需求。
